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화학 10, 주기 시스템의 다른 표현

서울오픈스테이지 2022. 5. 10. 01:34

이러한 모든 시도들의 기본이 되는 것은 오직 한가지 형태로만 존재하는 정기적인 법 그 자체이다. 다수의 표시 장치는 주기적 시스템의 이러한 측면을 변경하지 않는다. 많은 화학자들은 이 법이 어떤 기본적인 요건들을 충족시킨다면 물리적으로 어떻게 표현되는지는 중요하지 않다고 강조한다. 그럼에도 불구하고, 철학적인 관점에서, 특히 이것이 정기적인 법이 현실적인 방식으로 또는 관습의 문제로 간주되어야 하는지의 문제와 관련이 있기 때문에, 요소들의 가장 근본적인 표현 혹은 주기적인 시스템의 최종 형태를 고려하는 것은 여전히 타당하다. 표현은 단지 인용의 문제일 뿐이라는 일반적인 반응은 모든 주기적인 표에서 특성의 반복이 발생하는 지점과 관련된 문제가 있을 수 있다는 현실적인 개념과 충돌하는 것처럼 보일 수 있다.

주기율 표의 변경 사항

1945년, 미국 화학자 글렌 시보르그는 액티늄 89번으로 시작하는 원소들이 희귀한 지구 시리즈와 유사한 시리즈로 간주되어야 한다고 제안했지만, 이전에 새로운 시리즈는 원소 번호 92, 즉 우라늄 이후에 시작될 것이라고 여겨졌었다.(그림 7). 세보르의 새로운 주기율 표는 유로피움과 가돌 리늄(64)과 아직 발견되지 않은 원소 95와 96을 각각 비교한 것으로 나타났다. 이러한 유추에 기초하여, Seaborg는 두개의 새로운 요소를 합성하고 식별하는 데 성공했으며, 그 후에 Americium과 Curium로 명명되었다. 20개 이상의 추가적인 초국가적 요소가 그 후에 합성되었다.

주기율 표의 표준 형식도 전환 요소의 세번째 및 네번째 기간의 시작을 표시하는 요소와 관련하여 몇가지 사소한 변경을 겪었다. 이전의 주기율 표는 이러한 요소들이 Lanthanum(57)과 actinium(89)이라는 것을 보여 주는 반면, 보다 최근의 실험적인 증거와 분석은 lutetium(71)과 lawrencium(103)을 이전 위치에 배치했다(10장 참조). 거시적 특성에 기초한 오래 된 주기율 표들이 이러한 변화를 예상했다는 점도 흥미롭다.

이것들은 이차 분류라고 불릴 수 있는 것의 모호함의 예로서, 일차 분류만큼 명확하지 않거나 요소의 순차적 순서를 보여 준다. 고전적인 화학 용어에서, 이차적인 분류는 그룹 내의 다양한 요소들 사이의 화학적 유사성과 일치한다. 현대적인 용어로, 이차적인 분류는 전자적인 구성 개념을 사용하여 설명된다. 고전적인 화학적 접근법을 택하든, 전자적 구성에 기초한 물리적 접근법을 택하든 상관 없이, 이러한 유형의 2차 분류는 1차 분류보다 더 미약하며 명확하게 설정할 수 없다. 여기에서 정의된 이차 분류 방법은 분류를 위해 화학적 특성 또는 물리적 특성을 사용하는 사이의 장력을 보여 주는 현대적인 예입니다. 주기율 표의 그룹 내 요소의 정확한 배치는 전자적 구성(물리적 특성)또는 화학적 특성을 더 강조하는지 여부에 따라 달라질 수 있다. 실제로 주기적 시스템에 헬륨을 배치하는 것에 대한 최근의 많은 논쟁은 이러한 두가지 접근법에 할당되어야 하는 상대적인 중요성에 초점을 맞추고 있다(10장 참조).

최근 몇년 동안, 인공 원소의 합성 결과로 원소의 수가 100개를 훨씬 넘게 증가했다. 작성 시점에, 요소 118을 포함한 모든 요소가 합성되고 특성화되었다. 그러한 원소들은 전형적으로 매우 불안정하고 오직 몇개의 원자들만이 언제든지 생산된다. 그러나 이러한 소위' 초대형'원소들의 화학적 특성을 검사하고 화학적 특성의 폭발이 그러한 높은 규모의 원자들에 대해 유지되는지 여부를 확인할 수 있도록 기발한 화학적 기법들이 고안되었다.

좀 더 철학적인 관점에서, 이러한 요소들의 생산은 주기 법칙이 뉴턴의 만유 인력의 법칙과 같은 종류의 예외 없는 법칙인지, 아니면 충분히 높은 원자 번호에 도달하면 예상되는 현재의 화학적 특성과 편차가 발생할 수 있는지를 조사할 수 있게 해 준다. 지금까지 어떤 놀라운 사실도 발견되지 않았지만, 이러한 엄청난 원소들 중 일부가 예상되는 화학적 특성을 가지고 있는지에 대한 의문은 완전히 해결되는 것과는 거리가 멀다. 주기율 표의 이 영역에서 발생하는 한가지 중요한 문제는 상대성 효과의 중요성이 증가하는 것이다(다음 섹션 참조). 이러한 영향은 일부 원자에서 예상치 못한 전자 구성의 채택을 유발하며, 마찬가지로 예상치 못한 화학적 특성을 초래할 수 있다.

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